La chica del tren es una película basada en una novela con el mismo nombre, de la escritora Jean-Marie Besset. Esta a su vez, se basa en hechos reales que conmocionaron a la opinión pública francesa.
En una entrevista, el direcor André Téchiné hace las siguientes declaraciones: "Pero lo que hace este caso tan interesante es que no sólo refleja nuestros miedos sino también el peligro mismo de nuestro orden moral".